La grande majorité des molécules d’ADN dans la nature adoptent une structure hélicoïdale droite, connue sous le nom d’ADN de forme B. Cette préférence chirale, où la double hélice se tord dans le sens des aiguilles d’une montre, a été observée dans divers organismes, depuis les bactéries et archées jusqu’aux plantes et animaux, y compris les humains. Bien qu’il existe de rares cas d’ADN gaucher, ils sont considérés comme des cas exceptionnels. Comprendre les raisons de cette prédominance écrasante de l’ADN droitier fait l’objet de recherches et d’enquêtes scientifiques en cours.

Plusieurs facteurs contribuent à la stabilité et à la préférence de l’ADN droitier :

1. Considérations structurelles et énergétiques :

La structure hélicoïdale droite de l’ADN est intrinsèquement plus stable que celle de son homologue gauche en raison de la disposition de son squelette sucre-phosphate et des paires de bases. Les sucres désoxyribose présents dans l'ADN ont une conformation C2'-endo, qui favorise la torsion à droite. De plus, le modèle de liaison hydrogène entre les bases azotées, en particulier l'orientation des cycles purine et pyrimidine, stabilise davantage l'hélice droite.

2. Interactions enzymatiques :

Les enzymes qui interagissent avec l'ADN, telles que les ADN polymérases, les hélicases et les topoisomérases, ont évolué pour reconnaître spécifiquement et se lier à l'ADN de forme B droite. Ces enzymes jouent un rôle crucial dans la réplication, la réparation et la transcription de l’ADN. Leur haute sélectivité pour l’ADN droitier renforce la dominance de cette conformation chirale.

3. Histoire évolutive et sélection naturelle :

L’origine de la chiralité dans l’ADN remonte aux premiers stades de l’évolution de la vie. Il est possible qu'un des premiers ancêtres de tous les organismes vivants ait développé la conformation de l'ADN droitier, et ce trait a été préservé au fil des générations suivantes en raison de sa stabilité et de sa compatibilité avec les processus cellulaires. Au fil du temps, la structure gauche de l’ADN a peut-être été éliminée par sélection naturelle, favorisant la forme droite la plus avantageuse.

4. Effets environnementaux et stabilité :

L’ADN des droitiers est plus résistant à certaines conditions environnementales que l’ADN des gauchers. Des études ont montré que l’ADN des droitiers résiste mieux aux températures plus élevées et à l’exposition aux radiations que l’ADN des gauchers. Cette stabilité accrue aurait pu contribuer au succès évolutif des organismes dotés d’un ADN droitier.

5. Superenroulement et emballage d'ADN :

Les torsions vers la droite de l’ADN permettent un conditionnement efficace dans l’espace confiné des cellules. Le super-enroulement de l'ADN, qui crée des torsions ou des détorsions supplémentaires, est facilité par la structure à droite, permettant à l'ADN de s'adapter à l'environnement cellulaire sans compromettre son intégrité structurelle.

Il est important de noter que la prévalence de l’ADN droitier n’implique pas que l’ADN gaucher soit intrinsèquement instable ou non fonctionnel. L’ADN gaucher peut se former dans des conditions spécifiques et a été observé dans certains génomes viraux et constructions d’ADN artificiel. Cependant, la prédominance écrasante de l’ADN droitier dans la nature suggère qu’il offre des avantages significatifs en termes de stabilité, d’interactions enzymatiques et de fonctionnalité biologique.

Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre pleinement les mécanismes et les processus évolutifs qui ont conduit à l’adoption quasi universelle de l’ADN droitier. L’étude des structures chirales de l’ADN et de leurs implications biologiques met en lumière les principes fondamentaux qui sous-tendent la machinerie moléculaire de la vie.